15.為研究一均勻帶正電球體A周圍靜電場的性質(zhì),小明同學(xué)在干燥的環(huán)境中先將A放在一靈敏電子秤的絕緣托盤上(如圖甲所示),此時(shí)電子秤的示數(shù)為N
1;再將另一小球B用絕緣細(xì)線懸掛在一絕緣支架上,使其位于A球的正上方P點(diǎn),電子秤穩(wěn)定時(shí)的示數(shù)減小為N
2.已知小球B所帶電荷量為-q,且q遠(yuǎn)小于球A所帶的電荷量,球A與球B之間的距離遠(yuǎn)大于兩球的半徑.
(1)根據(jù)上述信息,求:
①球B對(duì)球A的電場力大小和方向;
②球A在P點(diǎn)處激發(fā)的電場的場強(qiáng)大小E
0.
(2)現(xiàn)緩慢拉動(dòng)絕緣細(xì)線,使小球B從P點(diǎn)沿豎直方向逐步上升到Q點(diǎn),用刻度尺測出P點(diǎn)正上方不同位置到P點(diǎn)的距離x,并采取上述方法確定出該位置對(duì)應(yīng)的電場強(qiáng)度E,然后作出E-x圖象,如圖乙所示,其中M點(diǎn)為P、Q連線的中點(diǎn),x軸上每小格代表的距離均為x
0,且為已知量.
①根據(jù)圖象估算P、M兩點(diǎn)間電勢差U
PM的大小;
②若M、Q兩點(diǎn)的電勢差為U
MQ,比較U
PM和U
MQ的大小,并由此定性說明球A正上方單位長度的電勢差隨x的變化關(guān)系.